插装、比例类液压阀基本原理及应用

最高工作压力 MPa
线性度（%）
滞环（%）
重复精度（%）
典型总变动
5 10 16 25 50 60
80
100
125
160
40 31.5 ±3.5
有颤振±2.5%Pmax无颤振±4.5%Pmax ≤±2
±2%Pmax见特性曲线
二通插装阀
插装阀
一：插装阀适用条件
系统功率较大，流量超过150L/min，工作压力超过21MPa 系统要求集成度高，外型尺寸小
与普通的溢流阀不同（普通溢流阀的最大压力是通过调
节先导阀上的弹簧力而建立起来的），比例溢流阀的最大调 节压力是由先导锥阀与阀座接触的面积所调定的。换句话说 对于不同的最大工作压力，比例溢流阀导阀阀座的作用面积 大小不同。如果先导锥阀阀座的作用面积大，那么需要打开 锥阀的最大压力就小。同样如果锥阀的面积小，则打开压力 就高
LVDT反馈电信号给放大器，使弹簧垫能有一个精确的位 置。反馈信号和输入信号比较，然后给一个修正信号于电磁 铁。这样可以保持弹簧垫能有一个确定的位置。这样可以得 到一个非常精确的弹簧压缩量，从而得到非常精确的调定压 力。
当压力超过比例电磁铁设定的压力值时，锥阀打开油从压 力腔经阀的弹簧腔而流回油箱。与先导型比例溢流阀一样， 借助于电子放大器阀压力的调定可以逐渐地增加或减少。
以2FRE型比例调速阀为例:
2FRE型比例调速阀是二通结构带电反馈的电磁比例调速阀， 采用给定的电气信号控制液压系统的流量保持恒定，与压力和温 度无关。
该阀主要由阀体（1）、带感应式位移传感器的比例电磁铁 （2）、控制节流口（3）、压力补偿器（4）行程限制器（5）和 单向阀（6）等组成。
系统所需流量的电气信号经放大器（VT-5004S30）输给电磁铁， 电磁铁直接控制节流口（3），节流口位置由传感器确定，控制 系统随时纠正与给定输入值的任何偏差，可按放大器中两种斜坡 开大和关小。节流口可减少温度漂移。节流口上的压降由压力补 偿器保持恒定。因此，系统流量与负载无关。
二通插装阀按其功能可分为两类：
方向控制阀 压力控制阀
结构与功能：
方向控制二通插装阀
具有方向控制功能。
2通插装阀主要由控制盖板（1）和插装件（2）组成控制盖板含
有控制孔及根据功能所需的行程限位器、换向座阀或梭阀。另外，
换向滑阀或换向座阀可以安装在盖板上。插装阀大体包括阀套 （3），带备选的缓冲凸头（5）或不带凸头（6）的阀芯（4）以及 关闭弹簧（7）。
2通插装阀的工作取决于压力，因此对于工作，有三个重要的受 压面积A1、A2、A3。梭阀面积A1取为100%。环行面积A2为A1的 7%或50%，这视阀的类型而定。因此A1：A2的面积比为14.3：1 或2：1。面积A3等于面积A1的107%或150%。由于A1：A2的不同 面积比和相应的不同环形面积（A2），面积（A3）在一种情况下 被认为是阀座面积A1的107%，而另一种则为150%。
2FRE型比例调速阀的基本参数 液压数据
通径
A到B压差 （ MPa）
10
16
0.1 0.12 0.15 0.2 0.3 0.35 0.16
0.19
0.24
0.31
节流口打开
0.17 0.2 0.25 0.3 0.5 0.6
0.3
0.35
0.45
0.6
节流口关闭
最大流量 （L/min）
线性+递增 2级递增
2FRE
6,10,16
31.5
二通插装阀
插装阀
序号
名称
1 方向控制二通插装阀
2 溢流控制二通插装阀
3 减压控制二通插装阀
型号
LC LFA LC…DB LFA… LC…DR LFA…DB
规格
16,25,32,40, 50,63
16,25,32,40, 50,63
16,25,32,40, 50,63
技术参数
方向控制二通插装阀
液压数据
工作压力（ MPa）
42.0（不带安装的换向阀） 31.5/ 42.0（安装换向滑阀/换向滑阀的Pmax）
在油口Y的工作压力 （ MPa）
与所安装的回油压力相同
工作曲线（在n = 41 mm /s 和J = 50 °C下侧得)
压力控制二通插装阀
结构与功能
溢流功能
系统回路比较复杂
系统要求快速响应
系统要求内泄小或基本无泄露
系统要求稳定性好、噪声底
二：插装阀选用原则
由于二通插装阀控制技术是以对单个阻力的独立控制为基础 的，因此选用插装阀时，除了Fra Baidu bibliotek般液压阀的选用原则之外还有一 些特殊之处。
由于二通插装阀采用锥阀结构，内阻小、响应快、泄漏 少，故适应于高压大流量。 二、二通插装阀的分类
Huade
北京华德液压工业集团有限责任公司
比例、插装阀 产品介绍
比例阀
➢比例换向阀 ➢比例压力阀 ➢比例流量阀
序号 1 2
3 4 5
6 7
8
9
名称 直动式比例换向阀 直动式比例换向阀
(带电反馈) 先导式比例换向阀
先导比例溢流阀 直动式比例溢流阀
(带电反馈) 先导比例减压阀 直动式三通比例
减压阀 叠加式进口压力
<2
6
4
6
10
DC
DC
24
2. 4WRE比例换向阀:
4WRE型阀是由比例电磁铁控制的带反馈的直动式比例换向阀， 用于控制油液的流量和流动方向。
该阀由阀体（1）、一个或两个比例电磁铁（2）、位置传感器 （3）、阀芯（4）及一个或两个复位弹簧（5）组成。
基本原理：
当电磁铁A通电时，比例电磁铁（2）的推杆直接推动阀芯（4） 右移，其位移量与输入信号大小成比例使阀芯（4）的V形槽逐渐 打开，从而控制液流的流量。阀芯（4）的位置由（与电控器相连 的）传感器（3）来检测，纠正与要求位置的任何偏差，保证准确 的流量。当电磁铁（2）断电时复位弹簧（5）使阀芯返回中位。
压力(Mpa) 42 42 35
比例阀部分
比例方向阀
1. 4WRA直动式比例换向阀:
4WRA型阀是靠比例电磁铁操纵的直动型比例换向 阀，用于控制液流的流量和流动方向。
该阀由阀体（1）、一个或两个弹簧（2）、阀芯（3）， 一个或两个比例电磁铁（5）组成。
当电磁铁未通电时，阀芯（3）由复位弹簧（2）保持 中位。如电磁铁A通电，电磁铁推杆直接推动阀芯（3） 右移，位移量与电气信号成正比，使阀芯（3）的V型槽 逐渐打开，从而控制液流流量，若断电时，阀芯由复位 弹簧复位。
DBEM型与DBE型相同，只是有一个最高压力保护装置， 使系统免受意外高压引起的损坏。
直动型比例溢流阀
直动型比例溢流阀是锥阀式的，它由带位移传感器LVDT的 位移控制电磁铁调节。
阀的调定压力直接正比于输入电信号。当电磁铁接受一个 输入电信号时，电磁铁产生位移。电磁铁在这个位移下推动弹 簧垫，弹簧垫压缩弹簧，使弹簧把力作用于锥阀上。通过
4WRA直动式比例换向阀的基本参数
液压数据
通径
工作压力 MPa
A、B、P口 T口
流量（L/min）
过滤精度（μm）
滞环（%）
重复精度（%）
-3dB下的频率响应(Hz)
电器数据
通径
电压型式
名义电压（V）
6
10
31.5
31.5
16
16
43
95
≤20（为保证阀系统控制性好和寿命长推荐≤10）
<6
<5
<3
稳定； （3）因为液动力的影响，不同的滑阀机能有不同的工作极
限，应根据工作极限曲线选用适合的比例换向阀。
比例压力阀
比例压力阀概述
比例压力阀按用途不同，有比例溢流阀、比例 减压阀和比例顺序阀之分。按结构特点不同，则有 直动型比例压力阀和先导型比例压力阀之别。
先导型比例压力阀包括主阀和先导阀两部分。 其主阀部分与普通压力阀相同，而其先导阀本身实 际就是直动型比例压力阀，它是以电－机械转换器 （比例电磁铁、伺服电机或步进电机）代替普通直 动型压力阀上的手动机构而成。
先导控制油体积（cm3）
1.7
4.6
10
26.5
（阀芯运动0~100%）
控制油流量（X、Y） L/min ）
3.5
5.5
7
15.9
（输入信号0~100%）
主阀流量（L/min）
270 460
870
1600
过滤精度（μm）
≤20
滞环（%）
6
重复精度（%）
3
电液比例换向阀选用指南： （1）应根据使用需求选用适合的中位机能； （2）应根据不同的额定流量选用合适通径的阀，使阀的性能
≤5的名义信号
配套放大器（24V桥式 整流）
VT-5001S20（二位四通阀） VT-5005S30（三位四通阀）
VT-5002S20（二位四通阀） VT-5006S30（三位四通阀）
3. 4WRZ先导式比例换向阀:
4WRZ型阀是由比例电磁铁控制的先导式比例换向阀，将电 气信号转化为液体压力信号，用于控制油压系统的流量和流 动方向。该阀由先导阀（3）、主阀芯（8）、主阀（7）、复 位弹簧（9）等组成。
比例溢流阀
比例溢流阀的性能基本上与 手动调节的先导型溢流阀相同。 两者主要的不同点是，力控制 电磁铁取代了先导阀中的弹簧 调节装置。
当给阀以输入电信号时，电 磁铁产生一个力直接作用到小 锥阀上。来自主油道的压力油 通过喷嘴而到达先导阀，并在 先导锥阀处建立起先导压力。 这个压力同时作用到主阀芯的 上部。如果先导压力作用于锥 阀上产生的力没有超过力控制 电磁铁的输出推力，主阀芯处 于关闭的位置，这是由于主阀 芯上下面积相等以及主阀上部 弹簧作用的结果。
当系统的压力超过比例电磁铁设定的压力时，先导锥阀 打开，形成一个从主油口到先导阀然后回到油箱的先导油流。 由于主阀上部阻尼孔的作用，使得主阀上腔的压力衰减。与 此同时主阀在压差的作用下打开P口（压力油口）的油通过 主阀流到T口（回油口）。锥形主阀质量轻而且打开时开口 量最小，这就是说锥形阀动作很快。阀套上均布三个径向钻 孔，当阀打开时，将产生分散油流特性，可减少阀的噪音。
当电磁铁B通电时，先导阀芯（4）右移，控制油经内部通 道从P口或经外控口X通过先导阀（3）进入主阀芯（8）右端 （10）
并推动主阀芯左移，移动量与给定信号成比例，于是主阀芯 逐渐移动并打开关在阀控制台阶上的V形控制沟槽，从而使P 到A，B到T流通。
当电磁铁断电时，先导阀芯（4）返回起始位置，主阀芯靠复 位弹簧保持中位，并与先导压力无关。手动按钮可在电磁铁 不通电情况下，操作先导阀使主阀动作。
3.4WRZ先导式比例换向阀的基本参数
液压数据
通径
10
16
25
32
先导阀压 力（MPa)
控制油外供 控制油内供
主阀工作压力（MPa）
3~10
~10大于10时须加减压阀ZDR6DP2-30/75YM
31.5
35
T腔（控制油外排） 31.5
25
15
回油压力
（MPa） T腔（控制油内排）
3
油口（Y）
3
用于溢流功能（LC…DB）型的插装阀（1）是个具有相等面积 （油口B没有有效面积）的座阀。油口A的压力经先导控制油节流孔 （5）引到阀芯的弹簧侧。当压力低于先导阀（4）的设定值时，阀 芯（3）上的力是平衡的，弹簧力使阀芯保持关闭。一旦达到设定 压力，阀芯（3）打开而限制了管中油口A处的压力，并有压力流量 特性。
比例压力阀功能、结构介绍
DBE/DBEM型先导式比例溢流阀:
DBE/DBEM型阀是锥阀式结构的先导式比例溢流阀，根据 输入信号变化无级调节系统压力。
该阀主要由带比例电磁铁（2）的先导阀（1）、带主阀芯 （4）的主阀（3）等组成。
DBE/DBEM型先导式比例溢流阀当系统压力作用在主阀 芯（4）上的同时,经过阻尼（5）作用在主阀芯上端和先导阀 阀芯（6）上。如果系统压力升高而超过比例电磁铁调定压力 值，则先导阀锥阀（6）开启，控制油回油箱，在主阀芯（4） 上产生压降，使主阀芯开启，压力油从A腔到B腔通。通过改 变导阀阀座孔径可获不同压力等级。
补偿器 比例调速阀
比例阀
型号 4WRA 4WRE
规格 6,10 6,10
最大压力（MPa） 31.5 31.5
4WRZ/H 10,16,25,32
31.5
DBE/DBEM 10,20,30
31.5
DBETR
6
31.5
DRE/DREM 10,20,30
31.5
3DREP6
6
10
ZDC
10,16,25
31.5
2. 4WRE比例换向阀的基本参数
液压数据
通径
6
10
工作 A、B、P口
31.5
31.5
压力
T口
16
16
MPa
最大流量（L/min）
65
260
过滤精度（μm）
≤20（为保证阀系统控制性好和寿命长推荐≤10）
滞环（%）
<1
<1
重复精度（%）
<1
<1
-3dB下的频率响应(Hz)
6
4
响应灵敏度（%）
≤5的名义信号
因为这种阀可以精确的调定压力，所以它被广泛地用于注 塑机，在这里压力的精确度是极重要的。它也可以作为插装 阀和溢流阀的先导阀。阀的最大流量受其工作压力影响，压 力高流量小，因为压力增加需要减少阀座的直径。
如果断电了，电磁铁力减小到零。阀的压力则取决于阀的 漏荷特性。
比例调速阀
电液比例流量阀功能、结构介绍